Fatores de transcrição WRKY de soja têm sido identificados e relacionados em resposta a estresses bióticos e abióticos. No entanto, em estudos anteriores, a família WRKY estava subestimada. Recentemente, o envolvimento dos genes WRKY em resposta a Phakopsora pachyrhizi, o agente causador de uma importante doença da soja, a Ferrugem Asiática, foi sugerido a partir de análise de dados de expressão gênica global. No presente estudo, a anotação completa da família WRKY de soja e a análise funcional de genes envolvidos na resposta à infecção por P. pachyrhizi foram realizada. A partir de buscas em bancos de dados do genoma da soja, genes WRKY foram anotados e aqueles envolvidos na resposta a P. pachyrhizi foram identificados usando quatro experimentos de expressão gênica global: superSAGE, RNA-Seq de lesões microdissecadas e dois microarranjos. O padrão de expressão gênica foi confirmado por RT-qPCR para oito genes. Embriões somáticos de soja foram transformados, visando a superexpressão ou silenciamento gênico, e plantas transgênicas foram desafiadas com P. pachyrhizi. Cento e setenta e oito genes WRKY foram anotados e 74 identificados como diferencialmente expressos durante a infecção pelo fungo. Em resposta a P. pachyrhizi, oito genes apresentaram expressão mais inicial e⁄ou mais forte no genótipo resistente quando comparado com o suscetível. Todos os oito genes analisados mostraram o pico de expressão nas primeiras 24 horas após a inoculação. Comparando a mineração de dados em resposta à infecção por P. pachyrhizi com o resultado do cladograma, um padrão de expressão similar pode ser observado em genes relacionados. Plantas superexpressando Glyma15g00570 não foram recuperadas. Provavelmente a expressão constitutiva deste gene afeta a regeneração das plantas. A participação de quatro genes homólogos em resposta ao patógeno foi demonstrada usando a técnica de RNAi. Quando infectada por P. pachyrhizi, folhas da linhagem silenciada mostraram maior número de lesões do que plantas não-transformadas. Em conclusão, neste trabalho a família WRKY de soja completa foi anotada e a participação de alguns membros em resposta a P. pachyrhizi foi demonstrada. / Soybean WRKY transcription factors have been identified and related with the response to biotic and abiotic stresses. However the soybean WRKY family was underrepresented in previous studies. Recently, the involvement of WRKY genes in response to Phakopsora pachyrhizi, the causal agent of an important soybean disease - Asian Soybean Rust (ASR)- has been suggested by the analyses of global geneexpression data. In the present study a genome-wide annotation of soybean WRKY family and the functional analyzes of genes involved in response to P. pachyrhizi were performed. Following a search in the soybean genomic databases, WRKY-encoding genes were annotated and those involved in response to P. pachyrhizi were identified using global gene-expression experiments: superSAGE, RNA-Seq of microdissected lesions and two microarrays. Gene expression pattern was validated by RT-qPCR. Soybean somatic embryos were transformed aiming WRKY overexpression or silencing, and transgenic plants were challenged with P. pachyrhizi. One hundred-seventy-eight WRKY genes were annotated and 74 identified as differentially expressed during fungus infection. In response to P. pachyrhizi, eight genes were expressed earlier and⁄or stronger in a resistant genotype when compared to a susceptible one. All the eight analyzed genes showed the expression peak at the first 24 hours after inoculation. By comparing data mining in response to P. pachyrhizi infection with the clustering result, similar expression pattern could be observed in closely related genes. Plants overexpressing Glyma15g00570 were not recovered. Probably the constitutive overexpression of the gene may affect the regeneration of plants. The participation of four homologous genes in response to pathogen was demonstrated using RNAi approach. When infected by P. pachyrhizi, leaves of silenced transgenic line showed higher number of lesions than wild-type plants. In conclusion, the complete soybean WRKY family was annotated and the participation of some members in response to P. pachyrhizi was demonstrated.

A soja [Glycine max (L.) Merrill] é uma espécie da família Fabaceae que possui grande importância econômica mundial. A ferrugem asiática (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow, tornou-se nos últimos anos uma das maiores ameaças às lavouras de soja ao redor do mundo. Cinco genes dominantes relacionados à resistência à ASR foram identificados. Entretanto, até o momento, nenhuma cultivar com resistência efetiva ao ataque pelo patógeno foi obtida, uma vez que todos os loci avaliados tiveram sua resistência quebrada por ao menos um isolado do fungo. A identificação de diversas fontes de resistência que possibilitem a construção de um “arsenal” contra a ASR no germoplasma comercial de soja, além do entendimento ao nível molecular dos mecanismos de defesa desta espécie contra P. pachyrhizi, podem contribuir significativamente no combate ao patógeno. Os fatores de transcrição WRKY são membros de uma superfamília com ampla distribuição no Reino Vegetal; embora suas funções regulatórias ainda não estejam bem definidas, inúmeros estudos realizados ao longo dos últimos anos têm reunido evidências de seu envolvimento nas respostas a ataques por patógenos. Estas requerem uma ampla reprogramação transcricional na célula vegetal, na qual fatores de transcrição WRKY parecem desempenhar um papel crucial no “ajuste-fino” da expressão de genes de defesa. O objetivo deste trabalho é caracterizar a função de dois genes da família WRKY em soja, envolvidos nas respostas ao ataque pelo fungo P. pachyrhizi, através de estratégias de genética reversa e estudos de expressão gênica. As seqüências genômicas e codificantes completas desses genes foram isoladas e identificadas respectivamente como GmWRKY20 e GmWRKY46. Vetores para sua superexpressão e silenciamento em soja foram construídos e os processos de transformação genética desta espécie foram realizados por bombardeamento ou via sistema integrado “bombardeamento/Agrobacterium”, nos quais embriões somáticos foram utilizados como tecido alvo. Além disso, a análise do perfil de expressão desses genes foi realizada em diversos tecidos, fases do desenvolvimento, condições de estresse salino e em resposta à infecção por P. pachyrhizi. / Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is one of the most important legume crop worldwide. In the past few years, Asian Soybean Rust (ASR), caused by Phakopsora pachyrhizi Sydow, has become one of the major threats affecting the main soybean producers. Even though five dominant genes related to ASR resistance have been identified, there has been no report of a soybean variety presenting effectiveness towards the pathogen’s attack, since the resistance ruled by every single one of these genes has already been overcome by at least one isolate around the world. The identification of resistance sources allowing the construction of an arsenal against ASR in commercial soybean germplasm, as well as the understanding of soybean’s defense mechanisms against P. pachyrhizi at the molecular level, may therefore be extremely helpful regarding the pathogen’s eradication. WRKY proteins belong to a superfamily of transcription factors with wide distribution amongst plants. Although their regulatory function is not yet clear, there have been several studies in the past few years raising evidences towards their involvement in pathogen’s attack responses. These responses usually require a wide transcriptional reprogramming in the plant cell, at which WRKY proteins seem to play a central role fine-tuning the expression of defense related genes. The purpose of this study is to functionally characterize two soybean WRKY proteinencoding genes involved in soybean defense against P. pachyrhizi, by combining reverse genetics strategies with gene expression tools. Their genomic and complete coding sequences (cds) were isolated and the genes were identified as GmWRKY20 and GmWRKY46, respectively. Besides, vectors for their silencing and overexpression in soybean were constructed and this plant species was genetically transformed by particle bombardment or by an integrated bombardment/Agrobacterium transformation system. Soybean somatic embryos were used as target tissue at both processes. In addition, an expression profile analysis of both GmWRKY20 and GmWRKY46 in several plant tissues and developmental stages as well as under salt stress and in response to P. pachyrhizi infection was accomplished.

Fatores de transcrição WRKY de soja têm sido identificados e relacionados em resposta a estresses bióticos e abióticos. No entanto, em estudos anteriores, a família WRKY estava subestimada. Recentemente, o envolvimento dos genes WRKY em resposta a Phakopsora pachyrhizi, o agente causador de uma importante doença da soja, a Ferrugem Asiática, foi sugerido a partir de análise de dados de expressão gênica global. No presente estudo, a anotação completa da família WRKY de soja e a análise funcional de genes envolvidos na resposta à infecção por P. pachyrhizi foram realizada. A partir de buscas em bancos de dados do genoma da soja, genes WRKY foram anotados e aqueles envolvidos na resposta a P. pachyrhizi foram identificados usando quatro experimentos de expressão gênica global: superSAGE, RNA-Seq de lesões microdissecadas e dois microarranjos. O padrão de expressão gênica foi confirmado por RT-qPCR para oito genes. Embriões somáticos de soja foram transformados, visando a superexpressão ou silenciamento gênico, e plantas transgênicas foram desafiadas com P. pachyrhizi. Cento e setenta e oito genes WRKY foram anotados e 74 identificados como diferencialmente expressos durante a infecção pelo fungo. Em resposta a P. pachyrhizi, oito genes apresentaram expressão mais inicial e⁄ou mais forte no genótipo resistente quando comparado com o suscetível. Todos os oito genes analisados mostraram o pico de expressão nas primeiras 24 horas após a inoculação. Comparando a mineração de dados em resposta à infecção por P. pachyrhizi com o resultado do cladograma, um padrão de expressão similar pode ser observado em genes relacionados. Plantas superexpressando Glyma15g00570 não foram recuperadas. Provavelmente a expressão constitutiva deste gene afeta a regeneração das plantas. A participação de quatro genes homólogos em resposta ao patógeno foi demonstrada usando a técnica de RNAi. Quando infectada por P. pachyrhizi, folhas da linhagem silenciada mostraram maior número de lesões do que plantas não-transformadas. Em conclusão, neste trabalho a família WRKY de soja completa foi anotada e a participação de alguns membros em resposta a P. pachyrhizi foi demonstrada. / Soybean WRKY transcription factors have been identified and related with the response to biotic and abiotic stresses. However the soybean WRKY family was underrepresented in previous studies. Recently, the involvement of WRKY genes in response to Phakopsora pachyrhizi, the causal agent of an important soybean disease - Asian Soybean Rust (ASR)- has been suggested by the analyses of global geneexpression data. In the present study a genome-wide annotation of soybean WRKY family and the functional analyzes of genes involved in response to P. pachyrhizi were performed. Following a search in the soybean genomic databases, WRKY-encoding genes were annotated and those involved in response to P. pachyrhizi were identified using global gene-expression experiments: superSAGE, RNA-Seq of microdissected lesions and two microarrays. Gene expression pattern was validated by RT-qPCR. Soybean somatic embryos were transformed aiming WRKY overexpression or silencing, and transgenic plants were challenged with P. pachyrhizi. One hundred-seventy-eight WRKY genes were annotated and 74 identified as differentially expressed during fungus infection. In response to P. pachyrhizi, eight genes were expressed earlier and⁄or stronger in a resistant genotype when compared to a susceptible one. All the eight analyzed genes showed the expression peak at the first 24 hours after inoculation. By comparing data mining in response to P. pachyrhizi infection with the clustering result, similar expression pattern could be observed in closely related genes. Plants overexpressing Glyma15g00570 were not recovered. Probably the constitutive overexpression of the gene may affect the regeneration of plants. The participation of four homologous genes in response to pathogen was demonstrated using RNAi approach. When infected by P. pachyrhizi, leaves of silenced transgenic line showed higher number of lesions than wild-type plants. In conclusion, the complete soybean WRKY family was annotated and the participation of some members in response to P. pachyrhizi was demonstrated.

A soja [Glycine max (L.) Merrill] é uma espécie da família Fabaceae que possui grande importância econômica mundial. A ferrugem asiática (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow, tornou-se nos últimos anos uma das maiores ameaças às lavouras de soja ao redor do mundo. Cinco genes dominantes relacionados à resistência à ASR foram identificados. Entretanto, até o momento, nenhuma cultivar com resistência efetiva ao ataque pelo patógeno foi obtida, uma vez que todos os loci avaliados tiveram sua resistência quebrada por ao menos um isolado do fungo. A identificação de diversas fontes de resistência que possibilitem a construção de um “arsenal” contra a ASR no germoplasma comercial de soja, além do entendimento ao nível molecular dos mecanismos de defesa desta espécie contra P. pachyrhizi, podem contribuir significativamente no combate ao patógeno. Os fatores de transcrição WRKY são membros de uma superfamília com ampla distribuição no Reino Vegetal; embora suas funções regulatórias ainda não estejam bem definidas, inúmeros estudos realizados ao longo dos últimos anos têm reunido evidências de seu envolvimento nas respostas a ataques por patógenos. Estas requerem uma ampla reprogramação transcricional na célula vegetal, na qual fatores de transcrição WRKY parecem desempenhar um papel crucial no “ajuste-fino” da expressão de genes de defesa. O objetivo deste trabalho é caracterizar a função de dois genes da família WRKY em soja, envolvidos nas respostas ao ataque pelo fungo P. pachyrhizi, através de estratégias de genética reversa e estudos de expressão gênica. As seqüências genômicas e codificantes completas desses genes foram isoladas e identificadas respectivamente como GmWRKY20 e GmWRKY46. Vetores para sua superexpressão e silenciamento em soja foram construídos e os processos de transformação genética desta espécie foram realizados por bombardeamento ou via sistema integrado “bombardeamento/Agrobacterium”, nos quais embriões somáticos foram utilizados como tecido alvo. Além disso, a análise do perfil de expressão desses genes foi realizada em diversos tecidos, fases do desenvolvimento, condições de estresse salino e em resposta à infecção por P. pachyrhizi. / Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is one of the most important legume crop worldwide. In the past few years, Asian Soybean Rust (ASR), caused by Phakopsora pachyrhizi Sydow, has become one of the major threats affecting the main soybean producers. Even though five dominant genes related to ASR resistance have been identified, there has been no report of a soybean variety presenting effectiveness towards the pathogen’s attack, since the resistance ruled by every single one of these genes has already been overcome by at least one isolate around the world. The identification of resistance sources allowing the construction of an arsenal against ASR in commercial soybean germplasm, as well as the understanding of soybean’s defense mechanisms against P. pachyrhizi at the molecular level, may therefore be extremely helpful regarding the pathogen’s eradication. WRKY proteins belong to a superfamily of transcription factors with wide distribution amongst plants. Although their regulatory function is not yet clear, there have been several studies in the past few years raising evidences towards their involvement in pathogen’s attack responses. These responses usually require a wide transcriptional reprogramming in the plant cell, at which WRKY proteins seem to play a central role fine-tuning the expression of defense related genes. The purpose of this study is to functionally characterize two soybean WRKY proteinencoding genes involved in soybean defense against P. pachyrhizi, by combining reverse genetics strategies with gene expression tools. Their genomic and complete coding sequences (cds) were isolated and the genes were identified as GmWRKY20 and GmWRKY46, respectively. Besides, vectors for their silencing and overexpression in soybean were constructed and this plant species was genetically transformed by particle bombardment or by an integrated bombardment/Agrobacterium transformation system. Soybean somatic embryos were used as target tissue at both processes. In addition, an expression profile analysis of both GmWRKY20 and GmWRKY46 in several plant tissues and developmental stages as well as under salt stress and in response to P. pachyrhizi infection was accomplished.

A soja [Glycine max (L.) Merrill] é uma espécie da família Fabaceae que possui grande importância econômica mundial. A ferrugem asiática (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow, tornou-se nos últimos anos uma das maiores ameaças às lavouras de soja ao redor do mundo. Cinco genes dominantes relacionados à resistência à ASR foram identificados. Entretanto, até o momento, nenhuma cultivar com resistência efetiva ao ataque pelo patógeno foi obtida, uma vez que todos os loci avaliados tiveram sua resistência quebrada por ao menos um isolado do fungo. A identificação de diversas fontes de resistência que possibilitem a construção de um “arsenal” contra a ASR no germoplasma comercial de soja, além do entendimento ao nível molecular dos mecanismos de defesa desta espécie contra P. pachyrhizi, podem contribuir significativamente no combate ao patógeno. Os fatores de transcrição WRKY são membros de uma superfamília com ampla distribuição no Reino Vegetal; embora suas funções regulatórias ainda não estejam bem definidas, inúmeros estudos realizados ao longo dos últimos anos têm reunido evidências de seu envolvimento nas respostas a ataques por patógenos. Estas requerem uma ampla reprogramação transcricional na célula vegetal, na qual fatores de transcrição WRKY parecem desempenhar um papel crucial no “ajuste-fino” da expressão de genes de defesa. O objetivo deste trabalho é caracterizar a função de dois genes da família WRKY em soja, envolvidos nas respostas ao ataque pelo fungo P. pachyrhizi, através de estratégias de genética reversa e estudos de expressão gênica. As seqüências genômicas e codificantes completas desses genes foram isoladas e identificadas respectivamente como GmWRKY20 e GmWRKY46. Vetores para sua superexpressão e silenciamento em soja foram construídos e os processos de transformação genética desta espécie foram realizados por bombardeamento ou via sistema integrado “bombardeamento/Agrobacterium”, nos quais embriões somáticos foram utilizados como tecido alvo. Além disso, a análise do perfil de expressão desses genes foi realizada em diversos tecidos, fases do desenvolvimento, condições de estresse salino e em resposta à infecção por P. pachyrhizi. / Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is one of the most important legume crop worldwide. In the past few years, Asian Soybean Rust (ASR), caused by Phakopsora pachyrhizi Sydow, has become one of the major threats affecting the main soybean producers. Even though five dominant genes related to ASR resistance have been identified, there has been no report of a soybean variety presenting effectiveness towards the pathogen’s attack, since the resistance ruled by every single one of these genes has already been overcome by at least one isolate around the world. The identification of resistance sources allowing the construction of an arsenal against ASR in commercial soybean germplasm, as well as the understanding of soybean’s defense mechanisms against P. pachyrhizi at the molecular level, may therefore be extremely helpful regarding the pathogen’s eradication. WRKY proteins belong to a superfamily of transcription factors with wide distribution amongst plants. Although their regulatory function is not yet clear, there have been several studies in the past few years raising evidences towards their involvement in pathogen’s attack responses. These responses usually require a wide transcriptional reprogramming in the plant cell, at which WRKY proteins seem to play a central role fine-tuning the expression of defense related genes. The purpose of this study is to functionally characterize two soybean WRKY proteinencoding genes involved in soybean defense against P. pachyrhizi, by combining reverse genetics strategies with gene expression tools. Their genomic and complete coding sequences (cds) were isolated and the genes were identified as GmWRKY20 and GmWRKY46, respectively. Besides, vectors for their silencing and overexpression in soybean were constructed and this plant species was genetically transformed by particle bombardment or by an integrated bombardment/Agrobacterium transformation system. Soybean somatic embryos were used as target tissue at both processes. In addition, an expression profile analysis of both GmWRKY20 and GmWRKY46 in several plant tissues and developmental stages as well as under salt stress and in response to P. pachyrhizi infection was accomplished.

Fatores de transcrição WRKY de soja têm sido identificados e relacionados em resposta a estresses bióticos e abióticos. No entanto, em estudos anteriores, a família WRKY estava subestimada. Recentemente, o envolvimento dos genes WRKY em resposta a Phakopsora pachyrhizi, o agente causador de uma importante doença da soja, a Ferrugem Asiática, foi sugerido a partir de análise de dados de expressão gênica global. No presente estudo, a anotação completa da família WRKY de soja e a análise funcional de genes envolvidos na resposta à infecção por P. pachyrhizi foram realizada. A partir de buscas em bancos de dados do genoma da soja, genes WRKY foram anotados e aqueles envolvidos na resposta a P. pachyrhizi foram identificados usando quatro experimentos de expressão gênica global: superSAGE, RNA-Seq de lesões microdissecadas e dois microarranjos. O padrão de expressão gênica foi confirmado por RT-qPCR para oito genes. Embriões somáticos de soja foram transformados, visando a superexpressão ou silenciamento gênico, e plantas transgênicas foram desafiadas com P. pachyrhizi. Cento e setenta e oito genes WRKY foram anotados e 74 identificados como diferencialmente expressos durante a infecção pelo fungo. Em resposta a P. pachyrhizi, oito genes apresentaram expressão mais inicial e⁄ou mais forte no genótipo resistente quando comparado com o suscetível. Todos os oito genes analisados mostraram o pico de expressão nas primeiras 24 horas após a inoculação. Comparando a mineração de dados em resposta à infecção por P. pachyrhizi com o resultado do cladograma, um padrão de expressão similar pode ser observado em genes relacionados. Plantas superexpressando Glyma15g00570 não foram recuperadas. Provavelmente a expressão constitutiva deste gene afeta a regeneração das plantas. A participação de quatro genes homólogos em resposta ao patógeno foi demonstrada usando a técnica de RNAi. Quando infectada por P. pachyrhizi, folhas da linhagem silenciada mostraram maior número de lesões do que plantas não-transformadas. Em conclusão, neste trabalho a família WRKY de soja completa foi anotada e a participação de alguns membros em resposta a P. pachyrhizi foi demonstrada. / Soybean WRKY transcription factors have been identified and related with the response to biotic and abiotic stresses. However the soybean WRKY family was underrepresented in previous studies. Recently, the involvement of WRKY genes in response to Phakopsora pachyrhizi, the causal agent of an important soybean disease - Asian Soybean Rust (ASR)- has been suggested by the analyses of global geneexpression data. In the present study a genome-wide annotation of soybean WRKY family and the functional analyzes of genes involved in response to P. pachyrhizi were performed. Following a search in the soybean genomic databases, WRKY-encoding genes were annotated and those involved in response to P. pachyrhizi were identified using global gene-expression experiments: superSAGE, RNA-Seq of microdissected lesions and two microarrays. Gene expression pattern was validated by RT-qPCR. Soybean somatic embryos were transformed aiming WRKY overexpression or silencing, and transgenic plants were challenged with P. pachyrhizi. One hundred-seventy-eight WRKY genes were annotated and 74 identified as differentially expressed during fungus infection. In response to P. pachyrhizi, eight genes were expressed earlier and⁄or stronger in a resistant genotype when compared to a susceptible one. All the eight analyzed genes showed the expression peak at the first 24 hours after inoculation. By comparing data mining in response to P. pachyrhizi infection with the clustering result, similar expression pattern could be observed in closely related genes. Plants overexpressing Glyma15g00570 were not recovered. Probably the constitutive overexpression of the gene may affect the regeneration of plants. The participation of four homologous genes in response to pathogen was demonstrated using RNAi approach. When infected by P. pachyrhizi, leaves of silenced transgenic line showed higher number of lesions than wild-type plants. In conclusion, the complete soybean WRKY family was annotated and the participation of some members in response to P. pachyrhizi was demonstrated.

The Asian soybean rust (ASR), caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, may promote significant damages in soybean crop. The disease is mainly controlled by sequential applications of fungicides following a calendarbased system. However, this practice disregards the weather favorability to recommend spraying to ASR control. The proposition of fungicide schemes to make the ASR control more efficient can be reached by the use of diseasewarning systems. Thus, the current study aimed to assess the performance of different disease-warning systems to determine better fungicide spraying schemes for the ASR control. The experiment was conducted in Piracicaba, SP, Ponta Grossa, PR, Campo Verde and Pedra Preta, MT, Brazil, over the 2014/2015 and 2015/2016 soybean growing seasons. The treatments were: Unsprayed check treatment; Calendar-based sprays in a 14-day interval from R1 stage (CALEND); Disease warning system based on rainfall data with less conservative threshold (PREC_1 - 80% severity cut-off); and more conservative threshold (PREC_2 - 50% severity cut-off); Disease warning system based on air temperature and leaf wetness duration with less conservative threshold (TLWD_1 - 6 lesions cm-2) and more conservative threshold (TLWD_2 - 9 lesions cm-2). The results confirmed that weather conditions in the field trials were favorable to ASR progress. Among the weather elements correlated to severity leaf wetness duration, cumulative rainfall and air temperature during leaf wetness duration influenced positively the ASR. By testing warning systems to control ASR it ones was evidenced that those based on rainfall data presented highest performances. PREC_2 showed a high performance considering all sowing dates; whereas, PREC_1 was better treatment during sowing dates between October and November. The TLWD diseasewarning systems, with both thresholds, overestimated the ASR, recommending more sprays compared to other treatments. Empirical models were efficient for estimation of LWD in Ponta Grossa, Campo Verde and Pedra Preta. High performances in estimating LWD were identified by using number of hours with relative humidity above 90% (NHRH>=90%), being these able to be use as input in the disease-warning systems (RMSE less than 2.0 h). The profitability of use rainfall based warning systems was conditioned by variations in the rainfalls regimes at the studied sites. PREC_1 and PREC_2 presented the highest relative yield gains in relation to CALEND during the period with the highest rainfalls in Piracicaba, Campo Verde and Pedra Preta. However, in Ponta Grossa, the rainfall based warning systems were not effective to control ASR. / A ferrugem asiática da soja (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, pode ocasionar elevados prejuízos às lavouras de soja. O controle da doença é realizado por meio de aplicações sequenciais de fungicidas em sistema calendarizado. Este, por sua vez, não considera a favorabilidade climática para recomendar pulverizações. A proposição de esquemas de pulverização mais eficientes pode ser obtida pelo uso de sistemas de alerta fitossanitário. Assim, objetivou-se avaliar o desempenho de diferentes sistemas de alerta fitossanitário, visando à determinação de esquemas de pulverização de defensivos químicos para o controle de ASR nos estados de São Paulo, Paraná e Mato Grosso, Brasil. O experimento foi conduzido em Piracicaba, SP, Ponta Grossa, PR, Campo Verde e Pedra Preta, MT, Brasil ao longo das safras de 2014/2015 e 2015/2016. Os tratamentos foram: Testemunha (sem aplicação); Aplicações calendarizadas a partir de R1, espaçadas em 14 dias (CALEND); Sistema de alerta baseado em dados de chuva limiar menos conservador (PREC_1 - 80% de severidade) e mais conservador (PREC_2 - 50% de severidade); Sistema de alerta baseado em dados de temperatura do ar e a duração do período de molhamento foliar com limiar menos conservador (TDPM_1 - 6 lesões cm2) e com limiar menos conservador (TDPM_2 - 9 lesões cm2). Os resultados obtidos confirmaram que as condições meteorológicas nas localidades estudadas foram favoráveis para o progresso da ASR. Verificou-se que a duração do período de molhamento foliar (DPM), temperatura do ar durante o molhamento e chuva acumulada influenciaram positivamente a ASR. Ao testar os sistemas de alerta no controle de ASR verificou-se que aqueles baseados em dados de chuva apresentaram os melhores desempenhos. O PREC_2 apresentou melhor desempenho em análise geral considerando todas as épocas de semeadura, ao passo que PREC_1 foi melhor quando em semeadura de outubro a novembro. Os sistemas TDPM, com ambos os limiares de ação, superestimaram os valores de ASR acusando um número maior de pulverizações comparada aos demais tratamentos. Modelos empíricos mostraram ser eficientes na estimação da DPM em Ponta Grossa, Campo Verde e Pedra Preta. Estimações pelo método de número de horas com umidade relativa acima de 90% (NHUR>=90%) apresentaram RMSE menor que 2,0 h viabilizando o uso da DPM estimada como variável de entrada de sistema de alerta. A rentabilidade do uso dos sistemas de alerta baseado em dados de chuva foi condicionada às variações no regime dessa variável nas localidades estudadas. PREC_1 e PREC_2 apresentaram maior ganho de produtividade em relação à CALEND durante o período com maior índice pluviométrico nas localidades de Piracicaba, Campo Verde e Pedra Preta. Em contrapartida os sistemas de alerta não foram efetivos no controle de ASR em Ponta Grossa.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salvador_Antonio_Sarto.PDF: 1146081 bytes, checksum: 282f325407e777428763559c076c899c (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work was to evaluate the best phenological stage of soybeans to make fungicide application for the control of Asian rust, based with or without uredospores the collector of spores. The experimental design used for the experiments was conducted in randomized blocks with four replications. The treatments were as follows: in the first experiment with the collector uredospore indicating the time of application in R1 (T - 1), R2 (T - 2), R3 (T - 3), R4 (T - 4), R5 ( T - 5), R6 (T - 6), T - 7 (no control) and T - 8 (full control) in the second experiment was applied fungicide at the same times of experiment 1, but without considering the collector as an indicator of the time of application of this product in soybeans. The fungicide was applied azoxystrobin + cyproconazole in a dose of 0.3 ha-1 in 200 L ha-1 spray volume, with the aid of pressurized with CO2 spray and equipped with tips of the fan type LD 110.02, the performance of the combined analysis indicated that for the agronomic characteristics, number of plants per area, number of pods per plant, number of seeds per pod and 100-grain mass was no significant difference (P <0.05) in function of use or non-collector as well as in relation to different application times of azoxystrobin + cyproconazole. However, in relation to productivity of grains observed that when the fungicide has been applied in the phenological stage R6 increased by approximately 22% compared to the applied R5, but not significantly different stages of R2 and R4. For incidence and severity of disease using collector indicated the time of fungicide application at phenological stage R5, providing less area under the curve of progress of the disease / O objetivo deste trabalho foi avaliar qual o melhor estádio fenológico na cultura da soja para realizar aplicação de fungicida, visando o controle da ferrugem asiática, tendo por base a presença ou não de uredósporos no coletor de esporos. O delineamento experimental utilizado para os experimentos conduzidos foi em blocos casualizados com quatro repetições. Os tratamentos foram os seguintes: no primeiro experimento com o coletor de uredósporos indicando o momento da aplicação em R1 (T - 1), R2 (T - 2), R3 (T - 3), R4 (T - 4), R5 (T - 5), R6 (T - 6), T - 7 (sem controle) e T - 8 (com controle total); no segundo experimento foi aplicado fungicida nas mesmas épocas do experimento 1, porém sem considerar o coletor como indicador do momento de aplicação desse produto na soja. O fungicida aplicado foi o azoxystrobina + cyproconazole na dose de 0,3 L ha-1 em 200 L ha-1 de volume de calda, com o auxílio de pulverizador pressurizado com CO2 e equipado com pontas do tipo leque 110.02 LD. A realização da análise conjunta indicou que para as características agronômicas, número de plantas por área, número de vagens por planta, número de sementes por vagem e massa de 100 grãos não houve diferença significativa (P<0,05) em função da utilização ou não do coletor, bem como em relação às diferentes épocas de aplicação de azoxystrobina + cyproconazole. No entanto, com relação à produtividade de grãos observou-se que quando foi aplicado o fungicida no estádio fenológico R6 houve aumento de aproximadamente de 22% em relação à aplicação em R5, mas não diferiu estatisticamente dos estádios R2 e R4. Para incidência e severidade da doença o uso de coletor indicou o melhor momento da aplicação de fungicida no estádio fenológico R5, proporcionando menor área abaixo da curva do progresso da doença

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 623187 bytes, checksum: 351372d8fb2a6df46264f48e3ae8f0e5 (MD5) Previous issue date: 2007-03-02 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The soybean is attacked by many pathogens, spite of all the diseases the Asiatic rust caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi has been considered one of the most important pathogens. The symptoms are characterized for small points darker than the healthy tissue, where it is observed a bulge, which it opens in small pore expelling some uredionospores. Hardly infected plants show premature fallen leave, compromising then the formation and filling of some string beans and also the final weight of some grains. The most effective controlling method is the use of some resistant varieties, however the pathogenic large variability has bothered the research of these resistant varieties. This research has aimed search the special and temporal distribution of the genetic diversity of the Phakopsora pachyrhizi, and infer about the developed relations between some Brazilian, African and Asiatic isolates. Uredionospores were collected in 20 Brazilian places and also in South African. The genomic DNA was extracted from and amplified with the PCR using specifics primers for the ITS region of the nuclear genome in the Phakopsora pachyrhizi. The ITS1 and ITS2 regions were cloned and sequenced of independent forms. Four clones of each ITS regions in samples were sequenced, aimed to verify whether it might have variability of the pathogens in same location. The sequences were lined up and compared each others and also with isolates sequences of the Phakopsora pachyrhizi from different countries in GenBank. Later, the TCS program was used to obtain haplotypes net, one for the ITS1 sequences and other for the ITS2 region. The program ARLEQUIN was used to conduct the analysis of molecular variables, calculating the diversities between and in located samples, and also to calculate the genetic and nucleotide diversity. The net based on the ITS1 sequences, was able to distinguish 21 haplotypes between 96 sequences, while the net based on ITS2 distinguished 17 haplotypes between 86 sequences, showing that spite of Phakopsora pachyrhizi was recently inserted in Brazil, the Brazilian isolates show a great genetic variability. This net shows that distributed haplotypes in Brazil were also found in Africa and Asia, showing an ancestors relation. Comparing the sequences, it was observed the presence of at least three haplotypes for each location, showing a large genetic diversity among the locations, and it was proved by variability molecular analysis. The results support the hypothesis that the origin of this fungus in Brazil has been brought through spores, probably by area transportation through the Atlantic Ocean from Africa and this migration happen more than once. / A soja é atacada por muitos patógenos, porém dentre todas as doenças a ferrugem asiática causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi tem sido considerada como uma das mais importantes. Os sintomas são caracterizados por minúsculos pontos mais escuros do que o tecido sadio, onde se observa uma protuberância, essa se abre em minúsculo poro, expelindo daí, os uredósporo. Plantas severamente infectadas apresentam desfolha precoce, comprometendo a formação e o enchimento de vagens e o peso final dos grãos. O método mais eficiente de controle é o emprego de variedades resistente, entretanto, a grande variabilidade patogênica tem dificultado a pesquisa de tais variedades resistentes. Esse estudo teve como objetivo investigar a distribuição espacial e temporal da atual diversidade genética de Phakopsora pachyrhizi, e inferir sobre as relações evolutivas entre os isolados de origem brasileira e de origem africana e asiática. Uredósporos foram coletados de 20 localidades brasileiras e de localidades na África do Sul. O DNA genômico foi extraído e amplificado por meio de PCR utilizando-se iniciadores específicos para a região de ITS do genoma nuclear de Phakopsora pachyrhizi. As regiões ITS1 e ITS2 foram clonadas e sequenciadas de forma independente. Foram sequenciados quatro clones de cada região ITS por amostra, com o objetivo de verificar se haveria variabilidade do patógeno dentro de uma mesma localidade. As sequências foram alinhadas e comparadas entre si e com sequências de isolados de Phakopsora pachyrhizi de diferentes países obtidas no GenBank. A seguir, o programa TCS foi utilizado para obter redes de haplótipos, uma para as sequências de ITS1, e outra para a região de ITS2. O programa ARLEQUIN foi utilizado para conduzir a análise de variância molecular, calculando a diversidade entre e dentro das localidades amostradas, como também para calcular a diversidade gênica e a diversidade nucleotídica. A rede, com base em sequências provenientes de ITS1, foi capaz de distinguir 21 haplótipos entre as 96 sequências, enquanto que a rede baseada em ITS2 distinguiu 17 haplótipos entre as 86 sequências, indicando que embora P. pachyrhizi tenha sido recentemente introduzida no Brasil, os isolados brasileiros apresentam uma grande variabilidade genética. Essa rede também mostrou que haplótipos amplamente distribuídos no Brasil também foram encontrados na África e Ásia, indicando uma relação de ancestralidade. Pela comparação das sequências, foi observada a presença de cerca de três haplótipos para cada localidade, indicando uma alta diversidade genética dentro da localidade, sendo esse indício comprovado pela análise de variância molecular. Os resultados dão suporte à hipótese de que, a origem desse fungo no Brasil tenha sido por meio de esporos trazidos, provavelmente, por correntes aéreas transoceânicas que tenham atravessado o Oceano Atlântico, vindos da África. E que essa migração ocorreu mais de uma vez.

The Asian soybean rust (ASR), caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, may promote significant damages in soybean crop. The disease is mainly controlled by sequential applications of fungicides following a calendarbased system. However, this practice disregards the weather favorability to recommend spraying to ASR control. The proposition of fungicide schemes to make the ASR control more efficient can be reached by the use of diseasewarning systems. Thus, the current study aimed to assess the performance of different disease-warning systems to determine better fungicide spraying schemes for the ASR control. The experiment was conducted in Piracicaba, SP, Ponta Grossa, PR, Campo Verde and Pedra Preta, MT, Brazil, over the 2014/2015 and 2015/2016 soybean growing seasons. The treatments were: Unsprayed check treatment; Calendar-based sprays in a 14-day interval from R1 stage (CALEND); Disease warning system based on rainfall data with less conservative threshold (PREC_1 - 80% severity cut-off); and more conservative threshold (PREC_2 - 50% severity cut-off); Disease warning system based on air temperature and leaf wetness duration with less conservative threshold (TLWD_1 - 6 lesions cm-2) and more conservative threshold (TLWD_2 - 9 lesions cm-2). The results confirmed that weather conditions in the field trials were favorable to ASR progress. Among the weather elements correlated to severity leaf wetness duration, cumulative rainfall and air temperature during leaf wetness duration influenced positively the ASR. By testing warning systems to control ASR it ones was evidenced that those based on rainfall data presented highest performances. PREC_2 showed a high performance considering all sowing dates; whereas, PREC_1 was better treatment during sowing dates between October and November. The TLWD diseasewarning systems, with both thresholds, overestimated the ASR, recommending more sprays compared to other treatments. Empirical models were efficient for estimation of LWD in Ponta Grossa, Campo Verde and Pedra Preta. High performances in estimating LWD were identified by using number of hours with relative humidity above 90% (NHRH>=90%), being these able to be use as input in the disease-warning systems (RMSE less than 2.0 h). The profitability of use rainfall based warning systems was conditioned by variations in the rainfalls regimes at the studied sites. PREC_1 and PREC_2 presented the highest relative yield gains in relation to CALEND during the period with the highest rainfalls in Piracicaba, Campo Verde and Pedra Preta. However, in Ponta Grossa, the rainfall based warning systems were not effective to control ASR. / A ferrugem asiática da soja (ASR), causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, pode ocasionar elevados prejuízos às lavouras de soja. O controle da doença é realizado por meio de aplicações sequenciais de fungicidas em sistema calendarizado. Este, por sua vez, não considera a favorabilidade climática para recomendar pulverizações. A proposição de esquemas de pulverização mais eficientes pode ser obtida pelo uso de sistemas de alerta fitossanitário. Assim, objetivou-se avaliar o desempenho de diferentes sistemas de alerta fitossanitário, visando à determinação de esquemas de pulverização de defensivos químicos para o controle de ASR nos estados de São Paulo, Paraná e Mato Grosso, Brasil. O experimento foi conduzido em Piracicaba, SP, Ponta Grossa, PR, Campo Verde e Pedra Preta, MT, Brasil ao longo das safras de 2014/2015 e 2015/2016. Os tratamentos foram: Testemunha (sem aplicação); Aplicações calendarizadas a partir de R1, espaçadas em 14 dias (CALEND); Sistema de alerta baseado em dados de chuva limiar menos conservador (PREC_1 - 80% de severidade) e mais conservador (PREC_2 - 50% de severidade); Sistema de alerta baseado em dados de temperatura do ar e a duração do período de molhamento foliar com limiar menos conservador (TDPM_1 - 6 lesões cm2) e com limiar menos conservador (TDPM_2 - 9 lesões cm2). Os resultados obtidos confirmaram que as condições meteorológicas nas localidades estudadas foram favoráveis para o progresso da ASR. Verificou-se que a duração do período de molhamento foliar (DPM), temperatura do ar durante o molhamento e chuva acumulada influenciaram positivamente a ASR. Ao testar os sistemas de alerta no controle de ASR verificou-se que aqueles baseados em dados de chuva apresentaram os melhores desempenhos. O PREC_2 apresentou melhor desempenho em análise geral considerando todas as épocas de semeadura, ao passo que PREC_1 foi melhor quando em semeadura de outubro a novembro. Os sistemas TDPM, com ambos os limiares de ação, superestimaram os valores de ASR acusando um número maior de pulverizações comparada aos demais tratamentos. Modelos empíricos mostraram ser eficientes na estimação da DPM em Ponta Grossa, Campo Verde e Pedra Preta. Estimações pelo método de número de horas com umidade relativa acima de 90% (NHUR>=90%) apresentaram RMSE menor que 2,0 h viabilizando o uso da DPM estimada como variável de entrada de sistema de alerta. A rentabilidade do uso dos sistemas de alerta baseado em dados de chuva foi condicionada às variações no regime dessa variável nas localidades estudadas. PREC_1 e PREC_2 apresentaram maior ganho de produtividade em relação à CALEND durante o período com maior índice pluviométrico nas localidades de Piracicaba, Campo Verde e Pedra Preta. Em contrapartida os sistemas de alerta não foram efetivos no controle de ASR em Ponta Grossa.